工艺技术_热加工工艺基础知识

北京理工大学远程教育 热加工工艺基础材料学院张朝晖副教授TEL 010 68913304E MAIL zzhbit 热加工工艺基础 教学大纲 英文名称 HighTemperatureProcess学分 2学时 40适用专业 机电工程 车辆工程 课程的性质 地位和任务 热加工工艺基础是材料科学与工程 机电工程 车辆工程等专业的必修课程 本课程对了解材料的热加工工艺过程 材料热加工过程中的结晶 变形及强化规律有重要作用 对解决材料加工实际问题有很大帮助 教学内容与学时安排 第一章 铸造 16学时 1 1合金的铸造性能 4学时 1 2常用合金铸件的生产 2学时 1 3砂型铸造 4学时 1 4特种铸造 2学时 1 5零件结构的铸造工艺性 4学时 教学内容与学时安排 第二章 锻压 12学时 2 1金属的锻造性能 4学时 2 2自由锻 2学时 2 3模锻 2学时 2 4冲压 2学时 2 5少无切削锻压工艺简介 2学时 教学内容与学时安排 第三章 焊接 12学时 3 1焊接的基本原理 1学时 3 2焊条电弧焊 2学时 3 3其它焊接方法 1学时 3 4压焊与钎焊 2学时 3 5堆焊与热喷涂 2学时 3 6常用金属材料的焊接 2学时 3 7焊接结构设计 2学时 教材及参考书 教材 王俊昌 王荣声 工程材料及机械制造基础 机械工业出版社参考书 赵一善 热加工工艺基础 高等教育出版社 第一章铸造 1 何为铸造 熔炼金属 制造铸型 并将熔融金属浇入铸型 凝固后获得一定形状和性能铸件的成形方法 称为铸造 2 铸造优缺点优点 1 可以生产出形状复杂 特别是具有复杂内腔的零件毛坯 如各种箱体 床身 机架等 2 铸造生产的适应性广 工艺灵活性大 工业上常用的金属材料均可用来进行铸造 铸件的重量可由几克到几百吨 壁厚可由0 5mm到1m左右 3 铸造用原材料大都来源广泛 价格低廉 并可直接利用废机件 故铸件成本较低 缺点 1 铸造组织疏松 晶粒粗大 内部易产生缩孔 缩松 气孔等缺陷 因此 铸件的力学性能 特别是冲击韧度低于同种材料的锻件 2 铸件质量不够稳定 一 流动性和充型能力 一 合金的流动性1 流动性流动性是指熔融金属的流动能力 合金流动性的好坏 通常以 螺旋形流动性试样 的长度来衡量 将金属液体浇入螺旋形试样铸型中 在相同的浇注条件下 合金的流动性愈好 所浇出的试样愈长 第一节合金的铸造性能 2 流动性的影响因素1 合金的种类不同种类的合金 具有不同的螺旋线长度 即具有不同的流动性 其中灰铸铁的流动性最好 硅黄铜 铝硅合金次之 而铸钢的流动性最差 2 化学成分和结晶特征纯金属和共晶成分的合金 凝固是由铸件壁表面向中心逐渐推进 凝固后的表面比较光滑 对未凝固液体的流动阻力较小 所以流动性好 见图1 3a 在一定凝固温度范围内结晶的亚共晶合金 凝固时铸件内存在一个较宽的既有液体又有树枝状晶体的两相区 凝固温度范围越宽 则枝状晶越发达 对金属流动的阻力越大 金属的流动性就越差 见图1 3b 铁碳合金的流动性与相图的关系见图1 4 图中表明 纯铁和共晶铸铁的流动性最好 亚共晶铸铁和碳素钢随凝固温度范围的增加 其流动性变差 二 合金的充型能力1 充型能力考虑铸型及工艺因素影响的熔融金属流动性叫合金的充型能力 合金的流动性是金属本身的属性 不随外界条件的改变而变化 而合金的充型能力不仅和金属的流动性相关 而且也受外界因素的影响 2 充型能力的影响因素 1 铸型填充条件a 铸型的蓄热能力铸型从金属液中吸收和储存热量的能力 铸型的热导率和质量热容越大 对液态合金的激冷作用越强 合金的充型能力就越差 b 铸型温度提高铸型温度 可以降低铸型和金属液之间的温差 进而减缓了冷却速度 可提高合金液的充型能力 c 铸型中的气体铸型中气体越多 合金的充型能力就越差 2 浇注条件a 浇注温度浇注温度对合金的充型能力有着决定性的影响 浇注温度越高 合金的粘度越低 合金的充型能力就越好 但浇注温度过高 液态合金的收缩增大 吸气量增加 氧化严重 容易导致产生缩孔 缩松 气孔 粘砂 粗晶等缺陷 b 充型压力液态合金在流动方向上所受的压力越大 其充型能力越好 c 铸件结构铸件壁厚过小 壁厚急剧变化 结构复杂 有大的水平面时 都将会影响合金的充型能力 二合金的凝固与收缩 一 铸件的凝固方式及影响因素1 铸件的凝固方式 1 逐层凝固方式合金在凝固过程中其断面上固相和液相由一条界线清楚地分开 这种凝固方式称为逐层凝固 常见合金如灰铸铁 低碳钢 工业纯铜 工业纯铝 共晶铝硅合金及某些黄铜都属于逐层凝固的合金 2 糊状凝固方式合金在凝固过程中先呈糊状而后凝固 这种凝固方式称为糊状凝固 球墨铸铁 高碳钢 锡青铜和某些黄铜等都是糊状凝固的合金 3 中间凝固方式大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间 称为中间凝固方式 中碳钢 高锰钢 白口铸铁等具有中间凝固方式 2 凝固方式的影响因素 1 合金凝固温度范围的影响合金的液相线和固相交叉在一起 或间距很小 则金属趋于逐层凝固 如两条相线之间的距离很大 则趋于糊状凝固 如两条相线间距离较小 则趋于中间凝固方式 2 铸件温度梯度的影响增大温度梯度 可以使合金的凝固方式向逐层凝固转化 反之 铸件的凝固方式向糊状凝固转化 二 铸造合金的收缩铸造合金从液态冷却到室温的过程中 其体积和尺寸缩减的现象称为收缩 它主要包括以下三个阶段 1 液态收缩金属在液态时由于温度降低而发生的体积收缩 2 凝固收缩熔融金属在凝固阶段的体积收缩 液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因 3 固态收缩金属在固态时由于温度降低而发生的体积收缩 固态收缩对铸件的形状和尺寸精度影响很大 是铸造应力 变形和裂纹等缺陷产生的基本原因 三 影响合金收缩的因素1 化学成分不同成分的合金其收缩率一般也不相同 在常用铸造合金中铸刚的收缩最大 灰铸铁最小 2 浇注温度合金浇注温度越高 过热度越大 液体收缩越大 3 铸件结构与铸型条件铸件冷却收缩时 因其形状 尺寸的不同 各部分的冷却速度不同 导致收缩不一致 且互相阻碍 又加之铸型和型芯对铸件收缩的阻力 故铸件的实际收缩率总是小于其自由收缩率 这种阻力越大 铸件的实际收缩率就越小 四 收缩对铸件质量的影响1 缩孔和缩松 1 缩孔的形成缩孔总是出现在铸件上部或最后凝固的部位 其外形特征是 内表面粗糙 形状不规则 多近于倒圆锥形 通常缩孔隐藏于铸件的内部 有时经切削加工才能暴露出来 缩孔形成的主要原因是液态收缩和凝固收缩 缩孔形成过程见图1 6 2 缩松的形成宏观缩松多分布在铸件最后凝固的部位 显微缩松则是存在于在晶粒之间的微小孔洞 形成缩松的主要原因也是液态收缩和凝固收缩所致 缩松形成过程见图1 7 3 缩孔 缩松的防止措施a 采用定向凝固的原则所谓定向凝固 是使铸件按规定方向从一部分到另一部分逐渐凝固的过程 冒口和冷铁的合理使用 可造成铸件的定向凝固 有效地消除缩孔 缩松 定向凝固原则见图1 8 b 合理确定铸件的浇注位置 内浇道位置及浇注工艺浇注位置的选择应服从定向凝固原则 内浇道应开设在铸件的厚壁处或靠近冒口 要合理选择浇注温度和浇注速度 在不增加其它缺陷的前提下 应尽量降低浇注温度和浇注速度 2 铸造应力 变形和裂纹在铸件的凝固以及以后的冷却过程中 随温度的不断降低 收缩不断发生 如果这种收缩受到阻碍 就会在铸件内产生应力 引起变形或开裂 这种缺陷的产生 将严重影响铸件的质量 1 铸造应力的产生铸造应力按其产生的原因可分为三种 a 热应力铸件在凝固和冷却过程中 不同部位由于不均衡的收缩而引起的应力 b 固态相变应力铸件由于固态相变 各部分体积发生不均衡变化而引起的应力 c 收缩应力铸件在固态收缩时 因受到铸型 型芯 浇冒口等外力的阻碍而产生的应力 2 铸造应力的防止和消除措施a 采用同时凝固的原则同时凝固是指通过设置冷铁 布置浇口位置等工艺措施 使铸件温差尽量变小 基本实现铸件各部分在同一时间凝固 如图1 9所示 b 提高铸型温度c 改善铸型和型芯的退让性d 进行去应力退火 3 铸件的变形和防止铸件的变形包括铸件凝固后所发生的变形以及随后的切削加工变形 防止铸件变形有以下几种方法 a 采用反变形法可在模样上做出与铸件变形量相等而方向相反的预变形量来抵消铸件的变形 此种方法称为反变形法 b 进行去应力退火铸件机加工之前应先进行去应力退火 以稳定铸件尺寸 降低切削加工变形程度 c 设置工艺肋为了防止铸件的铸态变形 可在容易变形的部位设置工艺肋 4 铸件的裂纹及防止a 铸件裂纹的分类及其形貌铸件一般有热裂和冷裂两种开裂方式 当固态合金的线收缩受到阻碍 产生的应力若超过该温度下合金的强度 即产生热裂 而冷裂是铸件处于弹性状态时 铸造应力超过合金的强度极限而产生的 热裂裂纹一般沿晶界产生和发展 其外形曲折短小 裂纹缝内表面呈氧化色 冷裂裂纹常常是穿晶断裂 裂纹细小 外形呈连续直线状或圆滑曲线状 裂纹缝内干净 有时呈轻微氧化色 b 铸件裂纹的防止为有效地防止铸件裂纹的发生 应尽可能采取措施减小铸造应力 同时金属在熔炼过程中 应严格控制有可能扩大金属凝固温度范围元素的加入量及钢铁中的硫 磷含量 三 铸造合金的偏析和吸气性 1 偏析铸件中出现化学成分不均匀的现象称为偏析 铸件的偏析可分为晶内偏析 区域偏析和体积质量偏析三类 晶内偏析 又称枝晶偏析 是指晶粒内各部分化学成分不均匀的现象 这种偏析出现在具有一定凝固温度范围的合金铸件中 为防止和减少晶内偏析的产生 在生产中常采取缓慢冷却或孕育处理的方法 区域偏析是指铸件截面的整体上化学成分和组织的不均匀 铸件上 下部分化学成分不均匀的现象称为体积质量偏析 2 铸件中的气孔和合金的吸气 1 侵入性气孔侵入性气孔是由于铸型表面聚集的气体侵入金属液中而形成的孔洞 多位于铸件的上表面附近 尺寸较大 呈椭圆形或梨形 孔壁光滑 表面有光泽或有轻微氧化色 2 析出性气孔析出性气孔是溶解在金属液中的气体 在凝固时由金属液中析出而未能逸出铸件所产生的气孔 其特征是尺寸细小 多而分散 形状多为圆形 椭圆形或针状 往往分布于整个铸件断面内 3 反应性气孔浇入铸型中的金属液与铸型材料 型芯撑 冷铁或溶渣之间 因化学反应产生气体而形成的气孔 统称反应性气孔 这种气孔经常出现在铸件表面层下1mm 2mm处 孔内表面光滑 孔径1mm 3mm 第二节常用铸造合金 一 铸铁铸铁是一系列主要由铁 碳和硅组成的合金的总称 在这些合金中 碳的质量分数超过了在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量 一 铸铁的分类1 根据碳在铸铁中的存在形式分类 1 白口铸铁指碳主要以游离碳化铁形式出现的铸铁 断口呈银白色 2 灰铸铁指碳主要以片状石墨形式出现的铸铁 断口呈灰色 它是工业中应用最广的铸铁 3 麻口铸铁指碳部分以游离碳化铁形式出现 部分以石墨形式出现 断口灰白相间 2 根据铸铁中石墨形态分类 1 普通灰铸铁石墨呈片状 见图1 10 2 蠕墨铸铁石墨呈蠕虫状 见图1 11 3 可锻铸铁石墨呈团絮状 见图1 12 4 球墨铸铁石墨呈球状 见图1 13 3 根据铸铁的化学成分分类 1 普通铸铁 2 合金铸铁 二 灰铸铁1 灰铸铁的显微组织及其性能 1 灰铸铁的显微组织灰铸铁的显微组织由金属基体 铁素体和珠光体 与片状石墨组成 2 灰铸铁的性能a 力学性能由于石墨的存在 一方面使得基体承载的有效面积减少 另一方面在基体中容易造成应力集中现象 最终导致灰铸铁的抗拉强度和弹性模量均比钢低得多 断裂强度通常为120 250Mpa 塑性和冲击韧性近于0 属于脆性材料 b 工艺性能灰铸铁属于脆性材料 不能进行冲压 同时 其焊接性能也很差 但灰铸铁的切削加工性能较好 c 减振性灰铸铁具有良好的减振性 其减震能力约为钢的5 10倍 工业上常用它来制造机床床身 机座等 d 耐磨性好e 缺口敏感性低 2 灰铸铁的孕育处理孕育是以少量材料加入熔融金属 促进成核 以改善其组织和性能的方法 加入的材料称为孕育剂 常用的孕育剂是FeSi75 熔点为1300 经孕育处理后的铸铁称孕育铸铁 孕育铸铁的强度 硬度比普通灰铸铁有显著提高 孕育铸铁适用于对强度 硬度和耐磨性要求较高的重要铸件 尤其是厚大铸件 如床身 凸轮 凸轮轴 气缸体和气缸套等 灰铸铁的孕育处理见图1 14 三 可锻铸铁可锻铸铁是白口铸铁通过石墨化或氧化脱碳可锻化处理 改变其金相组织或成分而获得的有较高韧性的铸铁 可锻铸铁实际上并非可以锻造 这个名子只表示它具有一定的塑性和韧性 1 可锻铸铁件的微观组织及其性能特点 1 可锻铸铁的显微组织可锻铸铁的显微组织由金属基体 铁素体和珠光体 与团絮状石墨组成 2 可锻铸铁的性能可锻铸铁的强度一般为300 400Mpa 最高可达700Mpa 同时 可锻铸铁具有一定的塑性和较高的冲击韧度 2 可锻铸铁的铸造性能可锻铸铁的碳 硅质量分数低 熔点比灰铸铁高 凝固温度范围大 故铁液的流动性差 必须适当提高铁液的出炉温度 以防产生冷隔 浇不到等缺陷 同时 可锻铸铁的凝固过程没有石墨化膨胀阶段 体积收缩和线收缩较大 易形成缩孔和裂纹等缺陷 在设计铸件时除应考虑合理的结构形状外 在铸造工艺上应采用定向凝固的原则设置冒口和冷铁 适当提高型砂的耐火度 退让性和透气 为挡住熔渣 在浇注系统中应安放过滤网 四 球墨铸铁球墨铸铁是铁液经过球化处理后使石墨大部分或全部呈球状 有时少量为团絮状的铸铁 1 球墨铸铁的组织与性能球墨铸铁的显微组织由金属基体 铁素体和珠光体 与球状石墨组成 球墨铸铁不仅强度远远高于灰铸铁 优于可锻等铁 甚至可与钢媲美 尤其屈强比 一般大于0 7 明显高于碳钢 仅0 6左右 疲劳强度与中碳钢接近 而且其耐磨性远高于45钢表面淬火 球墨铸铁还具有优良的热处理性能 球墨铸铁的铸造性能 减振性 切削加工性及缺口敏感性较灰铸铁差 但仍优于铸钢 其塑性和韧性虽低于钢 但仍能满足一般零件的要求 2 球墨铸铁的铸造工艺特点球墨铸铁的铸造性能介于灰铸铁与铸钢之间 其流动性与灰铸铁相近 可生产壁厚3mm 4mm铸件 球墨铸铁的结晶特点是在凝固收缩前有较大的膨胀 在铸造工艺上应采用定向凝固原则 用干型或水玻璃砂快干型提高铸型的强度 并增设冒口以加强补缩 球墨铸铁凝固时有较大的内应力 变形和冷裂倾向 故对重要的球墨铸铁件要退火以消除应力 五 蠕墨铸铁指大部分石墨为蠕虫状石墨的铸铁 蠕墨铸铁的力学性能介于基体相同的灰铸铁和球墨铸铁之间 二 铸钢 一 铸钢的种类与性能铸钢按化学成分的不同 可分为以下两大类 1 碳素铸钢指以碳为主要合金元素并含有少量其他元素的铸钢 根据碳质量分数的高低可分为低碳 中碳和高碳铸钢 铸钢的强度与球墨铸铁相近 但铸钢的冲击韧度和疲劳强度都高得多 另外 铸钢的焊接性能远比铸铁优良 2 铸造合金钢对于具有较高力学性能或某些特殊性能要求的零件或工具 可采用合金铸钢 即铸造合金钢 合金铸钢按其合金质量分数可分为低合金铸钢和高合金铸钢 二 铸钢的铸造工艺特点1 钢液的流动性差其铸件壁厚不能小于8mm 且浇注系统应力求简单 截面尺寸要比铸铁大 铸型常用干型 此外 铸钢件晶粒粗大 热裂 气孔和粘砂等倾向大 故应根据具体情况确定合适的浇注温度 一般小件 薄壁及形状复杂的铸件 其浇注温度比钢的熔点高150 左右 大件 厚壁铸件的浇注温度比钢的熔点高100 左右 2 铸钢的体积收缩率和线性缩率大铸钢的体积收缩率为10 14 线收缩率为1 8 2 5 3 易吸气氧化和粘砂 三 铸钢件的热处理为了细化组织 消除内应力 改善偏析 提高铸件的力学性能 必须对铸钢件进行正火或退火处理 正火的力学性能较退火高 且生产率高 成本低 应尽量采用正火代替退火 但正火较退火的内应力大 因此形状复杂 易产生裂纹 硬化的铸钢件 则需退火 对于小型中碳钢铸件 则常用调质处理 以提高其综合力学性能 三 有色金属铸造 一 铝合金铸造1 铸造铝合金的种类按化学成分的不同 铸造铝合金可分为铸造铝硅合金 铝铜合金 铝镁合金和铝锌合金 2 铝合金的铸造工艺特点 1 铸造铝合金熔点低 流动性好 对型砂耐火度要求不高 可用细砂造型 2 为防止铝液在浇注过程中的氧化和吸气 通常采用开放式浇注系统及应用 蛇形直浇道和缝隙内浇道等 3 应能造成合理的温度分布 使铸型进行定向凝固 二 铜合金铸件的生产1 铜合金种类铸造铜合金按其成分不同可分为黄铜和青铜 2 铜合金的铸造工艺特点 1 铸造黄铜熔点低 结晶温度窄 流动性好 对型砂耐火度要求不高 可用细砂造型 但其收缩率大 容易产生集中缩孔 铸造时应配置较大的冒口 2 锡青铜在液态下易氧化 在开设浇道时 应尽量使金属液流动平稳 防止飞溅 故常用开放式及底注式浇注系统 锡青铜的凝固温度宽 凝固收缩和线收缩率小 虽不易产生大的集中缩孔 但常出现枝晶偏析与缩松 降低铸件的致密度 锡青铜适合采用金属型铸造 利用快速冷却与补缩 铸件结晶细小致密 3 铝青铜的凝固温度范围小 有利于提高流动性和铸件组织致密度 是青铜的代用材料 广泛应用于制造重要的齿轮 轴套 蜗杆和阀体等铸件 但铝青铜的收缩较大 易产生集中缩孔 为此需安置冒口 定向凝固 又因液态铝青铜易氧化吸气 故宜采用开放式及底注式浇注系统 且浇注时不能断流 此外 浇注系统中还应安放过滤网以除去浮渣 4 铅青铜浇注时 因铅体积质量大会下沉 故需控制浇注温度 且浇注前应充分搅拌 并加快铸件冷却以减小偏析 第三节砂型铸造 用型砂紧实成型的铸造方法称为砂型铸造 砂型铸造是应用最广泛的一种铸造方法 其主要工序包括 制造模样 制备造型材料 造型 造芯 合型 熔炼 浇注 落砂 清理与检验等 一 造型方法的选择用造型混合料及模样等工艺装备制造铸型的过程称为造型 造型是砂型铸造的最基本工序 通常分为手工造型和机器造型两大类 一 手工造型手工造型是全部用手工或手动工具完成的造型工序 手工造型操作灵活 适应性广 工艺装备简单 成本低 但其铸件质量差 生产率低 劳动强度大 技术水平要求高 所以手工造型主要用于单件小批生产 特别是重型和形状复杂的铸件 1 手工造型方法分类根据砂型的不同特征 手工造型方法可分为 两箱造型 三箱造型 脱箱造型 地坑造型 组芯造型 根据模样的不同特征 手工造型方法可分为 整模造型 分模造型 挖砂造型 假箱造型 活块造型 刮板造型 各种手工造型方法的示意图如图1 15所示 2 各种手工造型方法的主要特征及其适用范围两箱造型是造型的最基本方法 铸型由成对的上型和下型构成 操作简单 适用于各种生产批量和各种大小的铸件 三箱造型的铸型由上 中 下三型构成 中型高度需与铸件两个分型面的间距相适应 三箱造型操作费工 主要适用于具有两个分型面的单件 小批生产的铸件 脱箱造型主要采用活动砂箱来造型 在铸型合型后 将砂箱脱出 重新用于造型 一个砂箱可制出许多铸型 金属浇注时为防止错型 需用型砂将铸型周围填紧 也可在铸型上套箱 常用于生产小铸件 因砂箱无箱带 故砂箱一般小于400mm 地抗造型是利用车间地面砂床作为铸型的下箱 大铸件需在砂床下面铺以焦炭 埋上出气管 以便浇注时引气 地坑造型仅用或不用上箱即可造型 因而减少了造砂箱的费用和时间 但造型费工 生产率低 要求工人技术水平高 适用于砂箱不足 或生产要求不高的中 大型铸件 如砂箱 压铁 炉栅 芯骨等 组芯造型是用若干块砂芯组合成铸型 而无需砂箱 它可提高铸件的精度 但成本高 适用于大批量生产形状复杂的铸件 整模造型的模样是整体的 分型面是平面 铸型型腔全部在半个铸型内 其造型简单 铸件不会产生错型缺陷 适用于铸件最大截面在一端 且为平面的铸件 挖砂造型的模样是整体的 但铸件分型面为曲面 为便于起模 造型时用手工挖去阻碍起模的型砂 其造型费工 生产率低 工人技术水平要求高 用于分型面不是平面的单件 小批生产铸件 假箱造型是为克服挖砂造型的挖砂缺点 在造型前预先做个底胎 即假箱 然后在底胎上制下箱 因底胎不参予浇注 故称假箱 比挖砂造型操作简单 且分型面整齐 适用于成批生产中需要挖砂的铸件 分模造型是将模样沿最大截面处分成两半 型腔位于上 下两个砂箱内 造型简单省工 常用于最大截面在中部的铸件 活块造型是在制模时将铸件上的妨碍起模的小凸台 肋条等这些部分作成活动的 即活块 起模时 先起出主体模样 然后再从侧面取出活块 其造型费时 工人技术水平要求高 主要用于单件 小批生产带有突出部分 难以起模的铸件 刮板造型是用刮板代替实体模样造型 它可降低模样成本 节约木材 缩短生产周期 但生产率低 工人技术水平要求高 用于有等载面或回转体的大 中型铸件的单件 小批生产 如带轮 铸管 弯头等 二 机器造型机器造型是指用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型工序 机器造型铸件尺寸精确 表面质量好 加工余量小 但需要专用设备 投资较大 适合大批量生产 1 机器造型方法分类常用的机器造型方法有 压实紧实 高压紧实 震击紧实 震压紧实 微震紧实 抛砂紧实 射压紧实 射砂紧实 2 各种机器造型方法的主要特征及其适用范围压实紧实方法单纯借助压力紧实砂型 机器结构简单 噪声小 生产率高 消耗动力少 型砂的紧实度沿砂箱高度方向分布不均匀 上下紧实度相差很大 主要适用于成批生产高度小于200mm的铸件 高压紧实主要是用较高压实比压压实砂型 砂型紧实度高 铸件尺寸精度高 表面粗糙度Ra值小 废品率低 生产率高 噪声低 灰尘小 易于机械化 自动化 但机器结构复杂 制造成本高 主要适用于需大量生产的中 小型铸件 如汽车 机械车辆 缝纫机等产品较为单一的制造业 震击紧实主要依靠震击力坚实砂型 该方法机器结构简单 制造成本低 但噪声大 生产率低 要求厂房基础好 砂型坚实度沿砂箱高度方向愈往下愈大 主要适用于需成批生产的中 小型铸件 震压紧实是经过多次震击后再压实砂型 该方法生产率高 能量消耗少 机械磨损少 砂型坚实度较均匀 但噪声大 广泛用于成批生产中 小型铸件 微震紧实是在加压坚实型砂的同时 砂箱和模板作高频率 小振幅震动 此方法生产率较高 紧实度均匀 噪声小 广泛用于成批生产中 小型铸件 抛砂紧实是利用离心力抛出型砂 使型砂在惯性力下完成填砂和坚实 该方法生产率高 能量消耗少 噪声低 型砂坚实度均匀 适用性广 主要适用于单件 小批 成批 大量生产中 大型铸件或大型芯 射压紧实是使压缩空气骤然膨胀 将型砂射人砂箱进行填砂和坚实 再进行压实 该方法生产率高 坚实度均匀 砂型型腔尺寸精确 表面光滑 工人劳动强度低 易于自动化 但造型机调整维修复杂 主要适用于大批 大量生产的形状简单的中 小型铸件 射砂紧实是用压缩空气将型 芯 砂高速射入砂箱或芯盒而进行紧实 因其将填砂 紧实两个工序同时完成 故生产率高 但用于造型 其坚实度不高 需进行辅助压实 广泛用于制芯 并开始用于造型 二 铸造工艺设计 铸造工艺图是表示铸型分型面 浇冒口系统 浇注位置 型芯结构尺寸 控制凝固措施 冷铁 保温衬板 等的图样 图中应表示出 铸件的浇注位置 分型面 型芯的数量 形状 尺寸及固定方法 加工余量 起模斜度 浇口 冒口 冷铁的尺寸和位置 1 铸造方案的确定 1 浇注位置的选择浇注位置的选择应考虑以下原则 a 体积收缩大的合金及壁厚差较大的铸件 应按定向凝固的原则 将壁厚较大的部位和铸件的热节部置于上部或侧部 以便设置冒口进行补缩 b 重要加工面 耐磨表面等质量要求较高部位应置于下面或侧面 见图1 17 c 具有大面积的薄壁铸件 应将薄壁部分放在铸型的下部 同时要尽量使薄壁部分处于垂直位置或倾斜位置 见图1 18 d 具有大平面的铸件 应将铸件的大平面朝下 见图1 19 e 尽量减少型芯的数目 最好使型芯位于下型以便下芯和检查 同时应保证型芯在铸型中安放牢靠 排气通畅 2 分型面的选择分型面为铸型组元间的接合面 选择分型面应考虑以下原则 a 分型面应尽量采用平面分型 避免曲面分型 并应尽量选在最大截面上 以简化模具制造和造型工艺 见图1 20 b 尽量将铸件全部或大部放在同一砂箱以防止错型 飞翅 毛刺等缺陷 保证铸件尺寸的精确 见图1 21 c 应使铸件的加工面和加工基准面处于同一砂箱中 见图1 22 d 若铸件的加工面很多 又不可能全部与基准面放在分型面的同一侧时 则应使加工基准面与大部分加工面处于分型面的同一侧 e 尽量减少分型面的数目 最好只有一个分型面 见图1 23 f 铸件的非加工表面上 尽量避免有披缝 见图1 24 g 分型面的选择应尽量与铸型浇注时位置一致 2 铸造工艺参数的选择 1 加工余量指为保证铸件加工面尺寸和零件精度 在铸件工艺设计时预先增加而在机械加工时切去的金属层厚度 零件上需要加工的表面 应有适当的加工余量 铸件加工余量的大小取决于铸件的材料 铸造方法 铸件尺寸与复杂程度 生产批量 加工面与基准面的距离及加工面在铸型中的位置 加工精度要求等 灰铸铁件较铸钢件线收缩率小 熔点低 铸件表面较光洁 平整 故其加工余量小 铸钢件因浇注温度高 表面粗糙 变形大 其加工余量应比铸铁件大 非铁合金铸件表面光洁 且材料昂贵 加工余量应比铸铁件小 铸件的尺寸愈大或加工面与基准面的距离愈大 铁件的尺寸误差也愈大 故余量也应随之加大 大量生产时 因采用机器造型 铸件精度高 故余量可减小 反之 手工造型误差大 余量应加大 此外 浇注时朝上的表面 因产生缺陷的机率大 其加工余量应比底面和侧面大 加工余量的具体数值应根据加工余量国家标准和铸件尺寸公差标准配套使用选取 2 起模斜度 拔模斜度 为使模样容易从铸型中取出或型芯自芯盒中脱出 平行于起模方向在模样或芯盒壁上的斜度称为起模斜度 凡垂直于分型面 分盒面 的没有结构斜度的壁均应设起模斜度 起模斜度的大小 应根据模壁测量面高度 模样材料及造型方法确定 3 最小铸出孔及槽零件上的孔 槽 台阶等应从铸件质量及经济方面考虑 较大的孔 槽等应铸出来 以便节约金属和机构加工工时 同时还避免铸件局部过厚所造成的热节 提高铸件的质量 较小的孔槽 则不宜铸出 直接加工反而方便 如有特殊要求 且无法实行机加工的孔如弯曲孔 则一定要铸出 4 收缩余量指为了补偿件收缩 模样比铸件图样尺寸增大的数值 5 工艺补正量由于工艺上的原因 在铸件相应部位非加工面上增加的金属厚度称为工艺补正量 工艺补正量可粗略地按下述经验公式来确定 e 0 002L 式中e为工艺补正量 L为加工面到加工基准面间的距离 6 分型负数指为抵消铸件在分型部位的增厚 在模样上相应减去的尺寸 为了防止金属液从分型面处溢出 要在下型的分型面上铺设泥条 油泥条或石棉绳等 使上 下型接触面密封 这样就使上箱抬高 增加了铸件的高度或铸件顶面的厚度 制做模样时 为了使模样符合零件图上尺寸的要求 在模样上相应减去这个抬高的尺寸 即为分型负数 7 芯头指模样上的突出部分 在型内形成芯座并放置芯头 或指型芯的外伸部分 不形成铸件轮廓 只是落入芯座内 用以定位和支承型芯 第四节特种铸造 一 熔模铸造熔模铸造是用易熔材料制成模样 然后在模样上涂挂若干层耐火涂料制成型壳 经硬化后再将模样熔化 排出型外 从而获得无分型面的铸型 铸型经高温焙烧后即可进行浇注 一 熔模铸造的工艺过程熔模铸造的工艺过程包括 蜡模制造 结壳 脱蜡 焙烧和浇注等 其流程图及铸造过程参见图1 25 1 26 二 熔模铸造的主要特点及适用范围1 铸件的精度和表面质量较高 尺寸公差等级可达IT14 IT11 表面粗糙度Ra值可达12 5mm 1 6mm 2 适用于各种合金铸件 3 可制造形状较复杂的铸件 铸出孔的最小直径为0 5mm 最小壁厚可达0 3mm 4 工艺过程较复杂 生产同期长 制造费用和消耗的材料费用较高 多用于小型零件 从几十克到几千克 一般不超过25kg 二 金属型铸造金属型铸造又称硬模铸造 是将液体金属浇入金属铸型 在重力作用下充填铸型 以获得铸件的铸方法 一 金属型为保证使用寿命 制造金属型的材料具备如下的性能 高的耐热性和导热性 反复受热不变形 不破坏 一定的强度 韧性及耐磨性 好的切削加工性能 金属型材料一般选用铸铁 碳素钢或低合金钢 二 金属型铸造的工艺特点1 金属型预热金属型预热温度主要通过试验来确定 一般不低于150 2 刷涂料金属型表面应喷刷一层耐火涂料 厚度为0 3mm 0 4mm 以保护型壁表面 免受金属液的直接冲蚀和热击 3 浇注由于金属型的导热能力强 因此浇注温度应比砂型铸造高20 30 铝合金为680 740 铸铁为1300 1370 锡青铜为1100 1150 对薄壁小件取上限 对厚壁大件取下限 4 开型时间对于金属型铸造 要根据不同的铸件选用合适的开型时间 具体数值需通过试验来确定 三 金属型铸造的特点和应用范围1 金属型铸件冷却快 组织致密 力学性能高 2 铸件的精度和表面质量较高3 浇冒口尺寸较小 液体金属耗量减少 一般可节约15 30 4 不用砂或少用砂 金属型铸造的主要缺点是金属型无透气和退让性 铸件冷却速度大 容易产生浇不到 冷隔 裂纹等缺陷 三 压力铸造压力铸造 简称压铸 的实质是在高压作用下 使液态或半液态金属以较高的速度充填金属型型腔 并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法 常用压射压力为5 1500MPa 充填速度约5 5m s 充填时间很短 约0 01 02s 一 压铸工艺过程压铸过程主要由压铸机来实现 压铸机分热压室式和冷压室式两类 热压室式压铸机工作原理见图1 27 其特点是压室和熔化合金的坩埚连成一体 压室浸在液体金属中 多用于低熔点合金 冷压室式压铸机分立式和卧式两种类型 卧式冷压室式压铸机工作原理见图1 28与图1 29 二 压铸的特点和应用1 压铸优点 1 铸件的尺寸精度最高 表面粗糙度Ra值最小 2 铸件强度和表面硬度都较高 3 生产效率很高 生产过程易于机械化和自动化 2 压铸缺点 1 压铸时 高速液流会包住大量空气 凝固后在铸件表皮下形成许多气孔 故压铸件不宜进行较多余量的切削加工 以免气孔外露 2 压铸黑色金属时 压铸型寿命很低 困难较大 3 设备投资大 生产准备周期长 第五节零件结构的铸造工艺性 铸件结构的铸造工艺性包括 铸件结构的合理性 铸件结构的工艺性 铸件结构对铸造方法的适应性 一 铸件结构的合理性 一 铸件应有合理的壁厚每一种铸造合金都有其适宜的铸件壁厚范围 铸件壁厚过大或过小都会对铸件产生不良影响 若选定合金的适宜壁厚不能满足零件力学性能的要求 则应改选高强度的材料或选择合理的截面形状以及增设加强肋等措施 见图1 30 二 铸件壁厚应力求均匀所谓壁厚均匀 是指铸件的各部分具有冷却速度相近的壁厚 见图1 31 铸件的内壁厚度应略小于外壁厚度 三 铸件壁的联接形式要合理1 铸件如果因为结构需要不能做到壁厚均匀 则不同壁厚的联接应采用逐渐过渡的形式 见图1 32 2 对于铸件结构中有两个或三个甚至更多个壁相连的情况 可采用交错接头或环形接头的形式 见图1 33 3 铸件壁的联接应尽可能设计成结构圆角 以避免形成热节 4 铸件壁的联接应避免锐角 以防止应力集中 四 尽量避免过大的水平面过大的平面不利于金属液的填充 容易产生浇不到等缺陷 在进行铸件的结构设计时 应尽量将水平面设计成倾斜形状 见图1 34 五 铸件结构应避免冷却收缩受阻和有利于减小变形铸件在结构设计时 应尽量使其能自由收缩 以减小应力 避免裂纹 如图1 35所示的弯曲轮辐和奇数轮辐的设计 可使铸件能较好地自由收缩 二 铸件结构的工艺性 一 铸件的外形设计1 应使铸件具有最少的分型面减少铸件分型面的数量 不仅可以减少砂箱的用量 降低造型工时 而且可以减少错箱 偏芯等缺陷 从而提高铸件的精度 图1 36所示端盖结构 由于图1 36a存在法兰凸缘 不能采用简单的两箱造型 若改成图1 36b所示的结构 取消上部的凸缘 使铸件仅有一个分型面 则将大大简化造型操作 2 应尽量使分型面平直平直的分型面可避免操作费时的挖砂造型或假箱造型 同时 铸件的毛边少 便于清理 如图1 37a所示的杠杆零件 在造型时只能采用不平分型面 若改成图1 37b所示的形状 铸型的分型面则为一简单的平面 3 避免外部侧凹铸件在起模方向上若有侧凹 见图1 38a 就必须再造型时增加较大的外壁型芯才能起模 若将其改成图1 38b所示结构 则可省去外壁型芯 显然后一种结构是合理的 4 改进妨碍起模的凸台 凸缘和肋条的结构设计铸件上的凸台 凸缘和肋条结构时 应考虑便于造型起模 尽量避免使用活块或外壁型芯 如图1 39 1 40所示 5 铸件要有结构斜度铸件上垂直于分型面的不加工表面应设计出一定的斜度 称为结构斜度 结构斜度便于起模 并可延长模具的使用寿命 见图1 41 铸件结构斜度的大小和许多因素有关 如铸件的高度 造型的方法等 高度越低 斜度应越大 凸台的结构斜度可达30 50 二 铸件内腔的设计1 应使铸件尽可能不用或少用型芯图1 42是悬臂支架的两种设计方案 图1 42a采用方形中空截面 为形成其内腔 必须采用型芯 若改为图1 42b所示工字形开式截面 则可避免型芯的使用 这样在简化造型的同时 也可保证铸件的质量 故后者的设计是合理的 2 铸件结构设计中应避免封闭空腔图1 45a所示铸件为封闭空腔结构 其型芯安放困难 排气不畅 难于清砂 若改成图1 45b所示的结构 上述问题将迎刃而解 故后者是合理的设计 3 铸件的内腔设计应使型芯安放稳固 排气容易 清砂方便型芯的固定主要依靠芯头来保证 如图1 43所示轴承支架铸件 若采用图1 43a的结构 则需要两个型芯 而且其中大的型芯呈悬臂状态 装配时必须采用芯撑作辅助支撑 若改成图1 44b所示的形状 采用一个整体型芯来形成铸件的空腔 则既可增加型芯的稳固性 又改善了型芯排气和清理条件 显然后者的设计是合理的 对于因芯头不足而难于固定型芯的铸件 在不影响使用功能的前提下 可设计出适当大小和数量的工艺孔 用以增加芯头的数量 稳固型芯 如图1 44b所示 三 铸造方法对铸件结构的特殊要求 一 熔模铸件1 便于蜡模的制造2 铸件上的孔 槽不宜过小或过深通常 孔径应大于2mm 薄件 0 5mm 通孔时 孔深 孔径 4 6 不通孔时 孔深 孔径 2 槽宽应大于2mm 槽深不超过槽宽的2 6倍 3 减少热节 壁厚力求均匀熔模铸造一般不单独设置冒口 而是利用加粗的直浇道作为冒口直接补缩铸件 与此工艺相适应 应尽量采用薄壁结构 并使壁厚分布符合定向凝固原则 4 避免大平板结构由于熔模型壳的高温强度较低 容易变形 所以设计铸件结构时 应尽量避免大的平面 二 金属型铸件1 铸件的外形和内腔应力求简单 尽可能加大铸件的结构斜度 避免采用直径过小或过深的孔 以便于抽出型芯和保证铸件顺利取出 2 铸件的壁厚要均匀 以防出现缩松和裂纹缺陷 同时要注意壁厚不能太薄 尽量避免大的水平壁 以防止浇不到 冷隔等缺陷 如铝硅合金铸件的最小壁厚为2mm 4mm 铝镁合金的最小壁厚为3mm 5mm 三 压铸件1 压铸件应尽量消除侧凹和深腔 2 尽量采用壁厚均匀的薄壁结构 压铸件适宜的壁厚一般为 锌合金1mm 3mm 铝合金1 5mm 5mm 铜合金2mm 5mm 3 压铸可以采用镶嵌件 应充分发挥镶嵌件的优越性 以便制出复杂件 改善压铸件局部性能和简化装配工艺 为使嵌件在铸件中的联接可靠 应将嵌件镶入铸件部分制出凹槽 凸台或滚花等 第二章锻压 锻压是对坯料施加外力 使其产生塑性变形 改变尺寸 形状及改善性能 用以制造机械零件 工件或毛坯的成形加工方法 它是锻造与冲压的总称 属于压力加工的范畴 锻压特点 塑性变形是压力加工的基础 凡具有一定塑性的金属如钢及大多数有色金属 均可进行压力加工 与铸造相比 压力加工的优点是 金属铸锭经塑性变形后 铸造组织的内部缺陷如气孔 缩孔 微裂纹等得到焊合 再结晶后可细化晶粒 金属的各种力学性能得到提高 冲压件又具有重量轻 精度高 刚性好等优点 但由于锻压件是在固态成形 金属的流动受到限制 因此 对于形状复杂 尤其是内腔形状复杂的零件 从制造工艺上锻件远不及铸件容易实现 另外 锻件的成本比铸件高 材料利用率等方面也不如铸件 然而 从锻件力学性能的提高 锻造流线更加与受力条件相适应 在同样受力条件下 零件的几何尺寸可以缩小的角度看 又可以大大降低原材料的使用量 延长零件的使用寿命 节约金属 第一节金属的锻造性能 一 金属的塑性变形概述金属塑性变形的实质 对于单晶体是由于金属原子某晶面两侧受切应力作用产生相对滑移 或晶体的部分晶格相对于某晶面沿一定方向发生切变 即滑移理论和孪生理论 二 热锻 冷锻 温锻 等温锻从金属学的观点划分锻压加工的界限为再结晶温度 1 热锻在金属再结晶温度以上进行的锻造工艺称为热锻 在变形过程中冷变形强化和再结晶同时存在 属于动态再结晶 2 冷锻在室温下进行的锻造工艺称为冷锻 冷锻可以避免金属加热出现的缺陷 获得较高的精度和表面质量 并能提高工件的强度和硬度 但冷锻变形抗力大 需用较大吨位的设备 多次变形时需增加再结晶退火和其它辅助工序 目前冷锻主要局限于低碳钢 有色金属及其合金的薄件及小件加工 3 温锻在高于室温和低于再结晶温度范围内进行的锻造工艺称为温锻 与热锻相比 坯料氧化脱碳少 有利于提高工件的精度和表面质量 与冷锻相比 变形抗力减小 塑性增加 一般不需要预先退火 表面处理和工序间退火 温锻适用于变形抗力大 冷变形强化敏感的高碳钢 中高合金钢 轴承钢 不锈钢等 4 等温锻在锻造全过程中 温度保持恒定不变的锻造方法称为等温锻 三 锻造流线和锻造比锻造时 金属的脆性杂质被打碎 顺着金属主要伸长方向呈碎粒状或链状分布 塑性杂质随着金属变形沿主要伸长方向呈带状分布 这样热锻后的金属组织就具有一定的方向性 通常称为锻造流线 又叫纤维组织 锻造比是锻造时变形程度的一种表示方法 通常用变形前后的截面比 长度比或高度比来表示 锻造比对锻件的锻透程度和力学性能有很大影响 当锻造比达到2时 随着金属内部组织的致密化 锻件纵向和横向的力学性能均有显著提高 当锻造比为2 5时 由于流线化的加强 力学性能出现各向异性 纵向性能虽仍略提高 但横向性能开始下降 锻造比超过5后 因金属组织的致密度和晶粒细化度均已达到最大值 纵向性能不再提高 横向性能却急剧下降 因此 选择适当的锻造比相当重要 一般 碳素结构钢取2 3 合金结构钢取3 4 对于某些高合金工具钢和特殊性能的合金钢 为促进合金碳化物分布的均匀化 击碎钢中的碳化物 常采用较大的锻造比 如高速钢取5 12 不绣钢取4 6 锻造比越大 锻造流线越明显 锻造流线的稳定性很高 不能用热处理方法消除 只有经过锻压使金属变形 才能改变其方向和形状 四 金属的锻造性能金属的锻造性能是指金属经受锻压加工时成形的难易程度的工艺性能 其优劣常用塑性和变形抗力综合衡量 塑性高 变形抗力小则锻造性能好 它决定于金属的本质和变形条件 一 金属的本质1 化学成分纯金属一般具有良好的锻造性能 碳钢随碳的质量分数的增加 锻造性能逐渐变差 合金元素的加入会劣化锻造性能 2 金属组织纯金属及固溶体锻造性能好 而碳化物的锻造性能差 铸态柱状晶组织和粗晶结构不如细小而又均匀晶粒结构的金属锻造性能好 二 变形条件1 变形温度变形温度低 金属的塑性差 变形抗力大 不但锻压困难 而且容易开裂 提高金属变形时的温度 可使原子动能增加 原子间的结合力消弱 使塑性提高 变形抗力减小 锻造温度范围是指锻件由始锻温度到终锻温度的间隔 锻造温度范围的确定以合金状态图为依据 2 变形速度变形速度指单位时间内的变形程度 变形速度低时 金属的回复和再结晶能够充分进行 塑性高 变形抗力小 随变形速度的增大 回复和再结晶不能及时消除冷变形强化 使金属塑性下降 变形抗力增加 锻造性能变差 常用的锻压设备不可能超过临界变形速度 3 应力状态采用不同的变形方法 在金属中产生的应力状态是不同的 应力状态对于塑性的影响为 压应力数目越多 塑性越好 拉应力数目越多 塑性越差 应力状态对于变形抗力的影响为 同号应力状态下的变形抗力大于异号状态下的变形抗力 所以 在选择变形方法时 对于塑性高的金属 变形时出现拉应力有利于减少能量消耗 对于塑性低的金属应尽量采用三向压应力以增加塑性 防止裂纹 4 坯料表面质量表面粗糙或有划痕 微裂纹 粗大夹杂都会在变形过程中产生应力集中 使缺陷扩展甚至开裂 故塑性加工前应对坯料表面进行清理消除缺陷 有时甚至需要进行表面预切削去掉坯料的表层金属 五 金属的塑性变形规律1 体积不变条件由于塑性变形时金属密度的变化很小 所以可认为变形前后的体积相等 此假设称为体积不变条件 2 最小阻力定律最小阻力定律是描述塑性变形流动规律的一种理论 如果物体在变形过程中其质点有向各种方向移动的可能性时 则物体各质点将向着阻力最小的方向移动 一般 金属内某一质点流动阻力最小的方向是通过该质点向金属变形部分的周边所作的法线方向 第二节自由锻只用简单的通用性工具 或在锻造设备的上 下砧间直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件 这种方法称为自由锻 一 自由锻设备根据对坯料作用力的性质不同 自由锻设备可分为产生冲击力的锻锤和产生静压力的压力机两大类 二 自由锻工艺规程的制订 一 绘制锻件图锻件图是根据零件图绘制的 自由锻件的锻件图是在零件图的基础上考虑了加工余量 锻造公差 工艺余块等之后绘制的图 模锻件的锻件图还应考虑分模面的选择 模锻斜度和圆角半径等 锻件图的绘制方法如下 1 锻件的形状用粗实线 同时用假想线 双点划线 描绘出零件的形状 2 锻件的尺寸和公差标注在尺寸线的上面 零件的尺寸和公差用括号标注在尺寸线的下面或侧面 3 图上无法标注的技术要求 如锻造温度范围 锻造比 氧化缺陷 脱碳层深度等以技术条件方式用文字说明 二 计算坯料的重量和尺寸1 坯料重量坯料的重量为锻件的重量与锻造时各种金属损耗的重量之和 可按下式进行计算 m坯 m锻 m烧 m芯 m切 式中m坯 坯料重量 m锻 锻件重量 m烧 加热时坯料表面氧化烧损的重量 与所用加热设备类型等因素有关 可参考相关资料 m芯 冲孔时的芯料重量 m切 锻造中被切掉的金属重量 2 坯料尺寸根据计算出的坯料重量即可计算杯料的体积 最后依据选择的坯料截面尺寸确定其长度 三 选择变形工序通常 自由锻件的成形过程是由一系列变形工序组合而成的 工序的选择主要是根据锻件的形状和工序的特点来确定 一般可将锻件分为六大类 1 轴杆类锻件包括各种圆形截面实心轴 如传动轴 轧辊 立柱 拉杆等 还有矩形方形 工字形截面的杆件如摇杆 杠杆 推杆 连杆等 锻造轴杆件的基本工序是拔长 但对于截面尺寸相差大的铸件 为满足锻造比的要求 则需采取镦粗一拔长工序 2 空心类锻件包括各种圆环 齿圈 轴承环和各种圆筒 缸体 空心轴等 锻造空心件的基本工序有镦粗 冲孔 马杠扩孔 芯棒拔长等 3 饼块类锻件包括各种圆盘 叶轮 齿轮 模块等 其特点是横向尺寸大于高度尺寸 或者二者相近 锻造基本工序是镦粗 其中带孔的件需冲孔 4 曲轴类锻件包括单拐和多拐的各种曲轴 目前锻造曲轴的工艺有自由锻 模锻 全流线挤压锻等 其中自由锻的力学性能差 加工余量大 只在单件或小批生产中应用 其基本工序有拔长 错移和扭转 5 弯曲类锻件包括各种具有弯曲轴线的锻件 如吊钩 弯杆 曲柄 轴瓦盖等 基本工序是拔长 弯曲 6 复杂形状锻件包括阀体 叉杆 十字轴等 锻造难度大 应根据锻件形状特点 采用适当工序组合锻造 三 自由锻零件结构工艺性1 零件结构应尽可能